CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP ĐẦU RA MÁY PHÁT
4.2. Các loại hệ kích từ máy phát đồng bộ
Trong máy kích từ KT có dây quấn kích thích song song Ls và đây quấn kích thích độc lập Ln được nối cùng trục với máy đồng bộ. Dòng kích từ It được đưa vào đây quấn kích từ có điện trở RT thông qua vành trượt và chổi điện.
Hình 4.2.1:hệ kích từ máy kích thích một chiều
4.2.2.Hệ kích từ dùng máy kích từ xoay chiều kết hợp với bộ chỉnh lưu.
Có 2 phương án:
Hình 1, máy kích từ xoay chiều có phần cảm quay, phần ứng tĩnh và hình 2, máy kích từ xoay chiều có phần cảm tĩnh, phần ứng quay. Ở đây phần quay và phần tĩnh được trình bày tách biệt bằng đường phân ranh giới thẳng đứng.
Muốn dòng điện đi qua đường phân ranh giới đó cần phải có vành trượt và chổi điện. Rõ ràng là phương án 2 không đồi hỏi có vành trượt và chổi điện. Ưu điểm đó rất quan trọng đối với những máy đồng bộ công suất lớn cẩn dòng kích từ mạnh. Tuy nhiên giải pháp này kéo theo những khó khăn về chế tạo phần ứng quay ( so với phân cảm quay ). Hơn nữa, các Diod chỉnh lưu phải chịu các lực ly tâm lớn và phải được đặt sao cho Rôtor đảm bảo cân bằng động.
54
Hình 4.2.2:hệ kích từ máy phát xoay chiều - chỉnh lưu
Ở đây máy kích từ xoay chiều được nối trục với máy phát đồng bộ. Dòng điện phần cảm của máy kích từ điểu chỉnh trực tiếp dòng kích từ It. Dùng Thyristor chỉnh lưu sẽ làm tăng nhanh đáp ứng điểu khiển nhưng đối với phương án b khó khăn gặp phải là vấn để truyền tín hiệu điều khiển vào Thyristor quay.
4.2.3.Hệ tự kích thích.
Nguồn cấp kích từ lấy từ đầu ra máy phát chính. Sử dụng TU, TI và các bán dẫn có điều khiển để điều khiển It.
HÌnh 4.2.3:hệ thống kích từ vành trượt
Trong hệ thống này người ta dùng một máy phát điện xoay chiều ba pha quay cùng trục với máy phát điện chính làm nguồn cung cấp. Máy phát xoay
55
chiều có kết cấu đặc biệt. Cuộn kích từ đặt ở Stator còn cuộn đây ba pha lại đặt ở Rôtor. Dòng điện xoay chiều ba pha tạo ra ở máy phát điện kích thích được chỉnh lưu thành dòng một chiều nhờ bộ chỉnh lưu CL. Nhờ vậy cuộn kích từ Cf
của máy phát điện chính có thể nhận được đồng điện một chiêu không qua vành trượt và chối điện. Cuộn dây kích từ của máy phát kích thích ( đặt ở Stator) được cung cấp dòng điện thông qua bộ chỉnh lưu khác (thường là chỉnh lưu có điều khiển ).
Trong quá trình vận hành của máy phát điện, khi xảy ra các biến đổi đột ngột sơ đồ nối điện. phụ tải và các sự cố ngắt mạch thì TĐK tác động trực tiếp vào cực điều khiển của CL làm thay đổi dòng kích từ của máy phát kích thích nhằm mục đích điều chỉnh dòng ly của máy phát điện chính F để giữ điện áp trên đầu cực máy phát không bị giảm thấp quá mức cho phép hoặc cao mức quy định hay nói cách khác điện áp đầu cực máy phát được giữ ổn định.
4.2.4.Hệ thống kích từ chỉnh lưu có điểu khiển.
Để cho điện áp kích từ giới hạn lớn thì tốc độ tăng điện áp kích từ càng nhanh. Tức là hằng số thời gian của hệ thông kích từ nhỏ, hằng số mày phụ thuộc tín hiệu ra của bộ TĐK và hệ thống kích từ cụ thể. Chính vì thế với hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển xung điều khiển nhờ tác động của TĐK nhận tín hiệu từ đầu ra của máy phát thay đổi trực tiếp vào điện áp kích từ của máy phát.
Hình 4.2.4: Hệ thóng kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển
56
Với sơ đồ này dòng một chiều cung cấp cho cuộn kích từ lấy điện áp trực tiếp ở đầu cực máy phát điện qua chỉnh lưu có điểu khiển. Chỉnh lưu này dùng các bộ Thyristor, xung điểu khiển nhận trực tiếp từ bộ TĐK lấy tín hiệu từ đầu ra để làm thay đổi dòng và áp kích từ của máy phát. Hệ thống này rất đơn giản, có khả năng tác động nhanh, làm việc tin cậy và được áp dụng rộng rãi.
Như vậy, với yêu cầu thiết kế mạch ổn định điện áp cho máy phát điện tức là thiết kế mạch điều khiển kích từ với nguồn cấp kích từ lấy từ đầu ra của máy phát chính. Với công suất máy phát điện 12KVA không lớn cho nên ta chọn phương pháp điều chỉnh kích từ trực tiếp lấy điện áp đầu ra của máy phát qua máy biến áp đưa điện vào bộ chỉnh lưu Thyristor.